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再造烟叶循环白水中细菌种类与生长规律的研究

吴茜  
【摘要】:再造烟叶(Reconstituted Tobacco)又称烟草薄片,是由烟梗和烟末等卷烟废料使用造纸工艺制成性状上接近甚至更优于天然烟叶的薄片。在变废为宝的同时,再造烟叶中的对人有害的成分(如焦油,烟碱,含糖量,燃烧值等)容易受人工控制,同时更方便添加香料物质以赋予再造烟叶香气与风格。将再造烟叶回用于卷烟中,弥补了天然烟叶不易被改性的弊端,是控制和提高卷烟质量的一大途径。但是目前再造烟叶生产企业水耗较大,并且排放的废水中富含营养物质、烟草有害成分和微生物,污水处理难度大、成本高。本研究对国内五家再造烟叶生产企业进行了调研,发现白水使用周期为3~7天,使用后期白水逐渐发酸发臭、多粘性物质聚集、纸机出现断纸、生产效能降低,产品的感官品质下降。因为随着白水循环,白水中的营养物质得到富集,造成微生物大量滋长,污染生产线。为了降低水耗、清洁生产、稳定产品质量和改善生产环境,需要对白水中的细菌数量、变化规律和种类进行研究。本研究通过对细菌检测方法的对比,对白水中细菌总数检测方法的可行性进行分析,最终确定并优化了适用于白水中细菌总数检测的方法。使用优化后的检测方法,研究了白水中细菌总数变化的规律,将白水中的主要细菌分离纯化出来并进行鉴定,研究结果如下:⑴细菌检测方法的确定:本研究分别使用食品行业中的国家标准检测方法平板菌落法和国家标准海洋规范调查规范中的吖啶橙染色直接计数法,对白水腐败过程中的细菌进行检测,发现仅能检测活菌的菌落法的检测结果无法被用来表征白水质量,需要寻找一种能够同时检测到活菌和衰亡细菌的检测方法。经过文献调研后结合生产需求和检测成本,对浊度法、重量法、美兰染色直接计数法和吖啶橙染色直接计数法四种快速检测方法进行对比,发现浊度法、重量法和美兰染色直接计数法受白水中细小纤维和悬浮颗粒的影响较大,不适用于白水中细菌的检测。对白水中除细菌外的物质进行吖啶橙染色观察,发现吖啶橙染色直接计数法不受白水中干扰物质的影响。该研究对吖啶橙染色直接计数法的操作方法进行优化。确定甲醛固定2 min,吖啶橙染色15 min的检测方式。与国内五家再造烟叶生产企业共同试验该方法,分析了该方法的重复率,重现性和精密度,结果显示该方法能够满足分析学的要求,有可推广性,具备成为国家行业标准的潜质。确定该方法为白水中细菌的检测方法。⑵再造烟叶循环白水细菌总数变化规律的研究:使用吖啶橙染色直接计数法对许昌薄片公司技术改进前的白水中细菌总数变化规律进行了研究,发现生产初期白水中细菌总数快速增长,25 h左右达到峰值,连续生产36 h后白水中细菌总数达到动态平衡。在湖北薄片公司和上海薄片公司进行平行实验,发现白水中细菌总数变化趋势与许昌薄片公司实验结果一致。分析研究了细菌变化规律,结合生产实际对该规律进行了解释和探讨,为白水中细菌防范措施提供了理论支持。2015年后半年许昌薄片公司在技术改进中增加了离心和絮凝等工艺,再次对许昌薄片公司中的白水中细菌进行检测,发现细菌峰值降低了52.2%,出峰时间由25 h延长到40 h,白水使用周期由以前的3~5天延长到目前的10天以上。⑶白水中细菌分离鉴定:对白水中的所有细菌进行革兰氏染色,发现白水中的细菌以革兰氏阳性菌为主。对白水中细菌进行分离鉴定,共分离出4株优势菌株,发现四种细菌均为革兰氏阳性菌,形状以杆状为主。通过16s rDNA序列分析发现四种细菌分别为:枯草芽孢杆菌(51.2%)、地衣芽孢杆菌(占18.5%)、蜡样芽孢杆菌(0.7%)和黄杆菌(29.6%)。白水细菌的鉴定为项目下一步细菌引入途径的排查和特异性抑菌处理提供数据支撑。


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